基于CCD传感器的高温熔体表面温度场测量系统的研究

摘要

基于彩色CCD图像传感器的温度场测量技术综合利用热辐射测温原理、光电图像检测原理和数字图像处理技术,具有非接触式测温法的所有优点并能够得到高温物体表面温度场的分布,具有良好的应用前景。
　　本文系统研究了热辐射测温的原理以及基于彩色CCD图像传感器的测温方法,提出了基于CCD图像传感器的测温系统的设计,用来完成高温物体的图像采集、图像预处理、目标识别、计算温度、画出等温线等功能。测温系统的软件主要由图像采集、图像预处理以及温度场计算部分组成,使用C＃语言编程实现。图像采集部分结合图像采集技术和采集卡的SDK开发包来实现图像的采集和保存的功能,图像预处理和测温部分运用数字图像处理技术和基于三角网格模型的自动绘制等值线算法来获得高温物体表面的温度场分布。
　　本文通过彩色CCD工业相机和图像采集卡设置图像的各种参数,将高温物体的数字图像采集到计算机,在对图像进行预处理后对其进行了温度场的计算,最后画出了相应的等温线。在进行误差分析的基础上,研究了测温标定的方法,由于实验条件的限制,没有能够完成对该测温系统的标定。通过实验表明,该测温系统操作方便,能快速计算出高温物体的表面温度场,待进一步的改进和完善后,具有较高的使用价值和推广价值。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 基于CCD测温技术的国内外研究现状

1.3 本文研究内容和结构安排

第2章 基于CCD图像传感器的高温测量原理

2.1 高温测量方法

2.2 辐射测温的原理

2.3 彩色CCD传感器测温的原理和方法

第3章 基于CCD传感器的测温系统

3.1 系统的硬件部分

3.2 系统的软件部分

3.3 系统的温度标定[44-46]

3.4 测温系统的误差分析[47,48]

第4章 图像采集程序的设计

4.1 需求分析

4.2 系统总体设计

4.3 SDK的动态链接库

4.4 参数设置模块

4.5 图像采集模块

4.6 数据流回调模块

第5章 图像预处理及温度计算程序的设计

5.1 需求分析

5.2 系统总体设计

5.3 参数设置模块

5.4 图像预处理模块

5.5 测温计算模块

第6章 总结和展望

致谢

参考文献

附录